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提高物理电学实验教学质量的策略

2020-04-12陈金宝

理科爱好者(教育教学版) 2020年5期
关键词:电学实验提高策略高中物理

陈金宝

【摘 要】实验教学是高中物理教学的重要组成部分,实验教学质量影响着物理教学效果,教学实践离不开实验。同时,电学也是高中物理的重要内容。本文主要介绍理清实验思路、教师演示实验、学生操作实验和完成课题实验这四种物理电学实验的教学策略,以期为一线教师提高物理实验教学质量提供参考。

【关键词】高中物理;电学实验;教学质量;提高策略

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437(2020)28-0121-02

电学是高中物理教学的重要内容,也是大部分高中生的物理学习难点。在传统的电学教学中,大部分教师都机械地讲解教材中现成的结论,不利于学生的理解,致使课堂教学效果不尽如人意。立足传统教学的不足,物理课程标准提出了实施实验教学的要求。实验不仅是物理电学中的重要内容,还是教师组织电学教学的主要方式。有效地应用实验,不仅可以降低学生理解电学知识的难度,还可以提高学生的学习效果,促进物理教学质量的提升。而如何有效地开展物理电学实验教学,提高电学实验教学质量是每一位物理教师需要思考的问题。

1   理清实验思路,做好教学准备

电学实验教学是一项较为复杂的教学活动。物理课程标准明确要求教师在组织教学活动之前,要精心做好课堂教学准备,为提高教学质量打好基础。为提高物理电学实验教学质量,教师需要在组织教学之前,切实分析电学实验,理清实验思路,做到心中有数[1]。

具体地,在备课环节,教师要从以下三方面做好电学实验教学准备。第一,要明确电学实验的实施目的、实施内容,尤其是要明确在实验活动中,学生需要完成哪些任务、需要掌握哪些知识、需要怎样掌握这些知识。第二,要准确地把握电学实验的实验原理和实验方法。因为电学实验都是以实验原理为基础的,只有先弄清楚实验原理,才能准确地掌握实验方法和有效操作。第三,要明确实验器材的使用途径、方法以及使用过程中的注意事项,在课堂上尽量减少不必要的问题。

2   教师演示实验,辅助学生理解

教师是物理电学实验教学活动的组织者,在课堂教学中起着重要作用。在高中物理电学教学中,教师承担着辅助学生理解所学的重任。传统教学实践证明,在课堂上,教师机械地灌输电学知识,难以使学生深刻理解知识,甚至会适得其反,加重学生的理解负担,导致教学质量不高。物理课程标准立足物理知识的特点,要求教师引导学生经历物理知识形成和发展的过程。物理实验正是学生经历物理知识形成和发展过程的载体[2]。而且,通过物理实验,学生可以根据直观的实验现象,总结物理规律,深入地理解物理知识。所以,教师在教学物理电学实验时,要立足教学所需,为学生演示相关的电学实验,驱动学生经历知识的形成过程,辅助学生理解物理知识,从而提高电学实验教学质量。

以“探究电阻设计”为例,教材中仅给出了定性探究实验,这难以使学生深刻理解实验内容。而且,教材中展示的实验,在操作的过程中,受装置的影响,存在诸多的问题。基于此,在实施课堂教学时,教师可以改进实验,将定性探究实验转变为演示探究实验,使学生在多种感官的作用下,探究物理知识。具体地,教师可以选择长度为1L和2L的镍烙合金丝,利用控制变量法向学生演示实验。受客观因素的影响,在演示实验时,教师还可以应用多媒体技术。如此演示实验,不仅可以将抽象的实验结论转变为直观的物理现象,还可以使学生结合教师的一步步演示,总结出实验结论,加深知识印象,提升电学实验学习质量。

3   学生操作实验,自主探究物理现象

学生是物理电学实验教学活动的参与主体。在传统高中物理电学实验教学中,大部分教师因为电学实验操作复杂,实验设备不足等原因,没有为学生提供操作实验的机会,大大削弱了学生的电学实验学习兴趣,同时也影响了电学实验教学质量的提高。因此,物理课程标准要求教师引导学生操作实验[3]。同时,教育家陶行知提出的“做中学理念”,呼吁教师将动手操作的权利还给学生。所以,在高中物理电学实验教学时,教师要在改进电学实验的基础上,引导学生自主操作,使其切实发挥主观能动性,通过设计实验方案、操作实验活动,获取物理知识,总结物理实验经验,提高物理学习效果,促进电学实验教学质量的提高。

以“电动势测量法”為例,高中物理电学实验大都是测量类实验、训练类实验,旨在使学生掌握实验设备的使用方法,通过现象建构对物理特性的认知,准确掌握物理规律。此目的的实现,离不开学生的主动参与。尤其是,这节课的教学重点是引导学生掌握电动势的策略和方法。所以,在组织教学时,教师要将操作实验的权利还给学生。纵观教材中给出的实验内容,尽管在实验操作中,使用到的实验材料和装置较为简单,但是通过操作实验获取预期的效果是不太理想的。对此,要想有效地引导学生操作实验,教师可以在原实验的基础上,为学生提供足够多的导线和两个量程的电压表,让学生利用两只电压表测量。之后,要求学生以小组为单位,迁移知识,合作设计实验原理图,并展示电动势和电阻的表达式。受电学知识储备和实验操作能力的影响,学生在动手操作实验的过程中,会出现各种各样的问题,此时教师要发挥教学引导作用,帮助学生解决操作中的问题。如结合实验原理图(见图1),教师可以指导他们令S和1接触,读出电压表上的度数,同理,引导学生读出S和2接触时的电压表上的度数。之后,按照学习到的公式计算电动势。如此做法有利于让学生推算电动势和电阻有没有系统误差,完成实验任务。这样不仅能使学生掌握操作电学实验的权利,成为物理课堂教学的主体,还使他们借助与教师的互动,准确地操作实验,获取实验数据,归纳实验结论,进一步提升实验学习效果。此外,实验教学还可以潜移默化地引导学生发展创新思维、创新能力,可谓一举多得。

4   完成课题实验,巩固课堂所学

电学实验是高中物理教学的重中之重,而且,电学实验内容具有开放性和拓展性,与现实生活有着密切联系。物理课程标准提出了引导学生用物理的眼光看待世界的教学要求。要想实现此要求,教师需要在组织教学时,将生活现象引入课堂中,使学生借助生活现象,深入理解物理知识,应用物理知识解决现实生活中存在的问题,提升物理应用能力。但是,从当前的高中物理电学实验的教学实施情况来看,大部分教师还受试验资源少、实验内容不足等影响,没能充分发挥电学实验的作用,导致电学实验质量不尽如人意,同时也阻碍了学生物理能力的提升,违背了物理课标要求。要想解决此问题,教师可以联系教学内容,组织课题探究实验,整合相关的物理知识,将生活现象带入课堂,驱动学生发挥主观能动性,自主感知和理解,从而提高物理电学实验教学质量[4]。

以“自感和互感”为例,此次实验教学活动旨在引导学生切身感知自感现象。基于此,教师可以在生活教育理念的指导下,在保证设备安全和学生安全的情况下,选择几名学生,让他们手拉手地站到一起,两端的两名学生各自手持一段电线。教师在电源中安装1节干电池,然后,闭合开关。在通电的一刹那,学生可以感受到电流的存在。在打开开关之后,教师可以引导学生联系自身的切身经历,谈一谈当时有什么感觉。通过畅所欲言,可以发现,这些学生对自感现象有了一定的认知。同时,在实验现象的作用下,这些学生也对自感现象产生了浓厚的探究兴趣,为深入探究物理知识打下坚实基础。在课后,教师可以将实验设备交给学生,监督其他学生体验自感现象,使每一个学生都能建立自感现象的直观认知,自主联系自身感觉和电学内容,深刻理解所学知识,同时获得学习物理电学的乐趣,自主地投身于物理电学学习中,从而促进电学实验教学质量的提高。

综上所述,电学实验是高中物理电学内容的教学重点。在新时期,教师要在课前精心準备实验,在课堂上,围绕教学内容,或演示物理实验,或让学生自主操作,或和学生共同完成课题实验,使学生在实验的作用下,产生电学知识学习兴趣,透过实验现象把握电学规律,加深对电学知识的理解,同时潜移默化地锻炼学生物理实验操作和探究能力,从而提高物理电学实验教学质量。

【参考文献】

[1]游桂章.高中生谈高中物理电学实验难点的应对策略初探[J].科技风,2018(33).

[2]刘永祥.物理学科核心素养视域下高中电学实验设计研究——以“测量电源电动势和内阻”为例[J].物理通报,2018(S2).

[3]黄以明.高中物理一种电学实验疑难解析——半偏法测量电流表的内阻[J].华夏教师,2018(22).

[4]黄细金.高中物理电学实验误差分析及其应用——通过电学实验类比突破高考电学实验误差分析难点[J].中学理科园地,2017(4).

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